1、第39讲 有机化合物结构的测定 （建议2课时完成）考试目标1 了解确定有机化合物结构的一般步骤和程序。（选考内容）2 能够进行确定有机物分子式的简单计算。（选考内容）3 能利用官能团的检验方法及相关图谱确定有机物的组成和结构。（选考内容）4 综合应用各类物质的性质，进行鉴别、分离、提纯和推导未知物质。（必考加选考内容）5 了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。（选考内容）要点精析一、有机物结构测定的步骤和程序 元素组成有机化合物相对分子质量分子式官能团及碳骨架状况分子结构相对分子质量的测定质量测定化学分析光谱分析定性定量分析二、有机化合物分子式的确定1、确定有机化合物元素组成：(1)
2、C、H、O质量分数的测定某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O或不完全燃烧后生成CO、CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判定该有机物中是否含有氧元素，首先应求出产物中所含碳元素的质量及氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成中含氧。(2)氮元素质量分数的测定样品在一定条件下转化为氮气，求出氮元素的质量分数。(3)卤元素质量分数的测定样品在一定条件下转化成卤化银沉淀，求出卤素的质量分数。2、测定有机化合物相对分子质量(1)已知标准状况下气体的密度为0，则该气体的相对分子质量Mr=22.40(2
3、)若已知A气体对B气体的相对密度为D，则A的相对分子质量MADMB(3)求混合气体的平均式量MMAA%MBB%MCC%(A%、B%、C%为A、B、C气体在混合气体中的体积分数)(4)求混合物的平均式量：Mm(混总)/n(混总)(5)质谱法三、有机化合物结构式的确定1、有机化合物分子不饱和度的计算(1)分子不饱和度n(C)1n(H)/2 n(C)：碳原子个数 n(H)氢原子数卤原子数N原子数(2)双键脂环的分子不饱和度为1、参键分子不饱和度为2、苯环分子不饱和度为42、确定有机化合物官能团(1)化学检验方法官能团试剂判断依据CC或参键Br2的四氯化碳溶液红棕色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去ROH
4、Na有氢气放出CHO银氨溶液有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液砖红色沉淀酚羟基FeCl3溶液紫色溴水有白色沉淀生成COOH紫色石蕊试液变红NaHCO3有CO2气体生成卤代烃（X）水解后，加稀硝酸和硝酸银溶液生成沉淀氰基稀碱溶液，加热有NH3放出(2)物理检验方法紫外光谱可用于确定分子中有无共轭双键。红外光谱可用于确定分子中有哪些官能团。核磁共振谱分为氢谱和碳谱两类。比如氢谱可以测定有机物分子中H原子在C骨架上的位置和数目，进而推断出有机化合物的C骨架结构。(3)常用鉴别法加成：烯烃、炔烃、裂化汽油等含碳碳双键或参键的物质取代：苯酚能使溴水褪色的物质 氧化：醛基CHO、H2S、SO2萃取：苯及其
5、同系物作萃取剂，有色层在上层；四氯化碳作萃取剂，有色层在下层（酒精不能做萃取剂）含碳碳双键或参键的烃及其烃的衍生物能使酸性KMnO4溶液褪色的物质 含有CHO的物质、H2S、SO2苯的同系物 沉淀消失呈蓝色透明溶液：甲酸、乙酸等新制氢氧化铜悬浊液 加热至沸生成红色沉淀：含CHO的物质银镜反应：醛类、甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖与钠反应生成氢气：醇、酚、羧酸等含有OH的物质（注意不可含水）FeCl3溶液：遇酚显紫色显色反应浓硝酸：遇含苯环的蛋白质显黄色碘I2：遇淀粉显蓝色H：COOH指示剂OH：苯酚钠溶液、乙酸钠溶液四、分离和提纯混合物的常用方法1.蒸馏：适合于分离提纯能够相互溶解而各
6、组分沸点有较大差距的液态混合物，如从乙醇的水溶液中提纯乙醇。分馏是蒸馏的一种特殊形式，它适用于多种组分溶解在一起的混合物，分馏得到的是一定沸点范围的多种馏分，如石油分馏。2.萃取：利用溶质在两种互不相溶的溶剂里的溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的方法。如从溴水中提取溴，就可以加入苯或四氯化碳进行萃取。3.重结晶：提纯固态混合物的常用方法，其原理是利用混合物中各组分在同一溶剂中溶解度随温度的变化相差较大，采用冷却法将组分分离出来的方法。如分离KNO3和NaCl的混合物，就可以采用冷却热饱和溶液重结晶的方法。4.分液：适用于互不可相溶的液体混合物，如分离NaCl溶液和溴的苯溶液
7、。5.过滤：固体与液体不互溶的混合物。6.渗析：用于精制胶体。如除去淀粉溶液中的葡萄糖和NaCl，可将其装入半透膜袋里悬挂在流动的水中，葡萄糖分子及Na、Cl等离子透过半透膜而进入水中。7.盐析：向油脂碱性水解后的产物中，加入食盐细粒，可使高级脂肪酸钠的溶解性减小而析出。盐析是个可逆过程。常见的除杂方法物质（杂质）试剂方法苯（苯酚）NaOH溶液分液乙酸乙酯（乙酸）饱和Na2CO3溶液分液溴苯（Br2）NaOH溶液分液乙醇（少量水）新制生石灰蒸馏乙醇（乙酸）CaO或NaOH蒸馏淀粉（NaCl）溶液蒸馏水渗析水（溴）苯或四氯化碳分液甲烷（乙烯）溴水洗气物质分离和提纯时，还可以应用的化学方法有热分解
8、法氧化还原法沉淀法酸碱溶法水解法等。化学法提纯和分离物质应遵守“四原则”和“三必须”。“四原则”是一不增（不增加新物质），二不减（不减少被提纯物质）、三易分离（被提纯物与杂质易分离）、四易复原（被提纯物易复原）。“三必须”是除杂试剂必须过量，过量的试剂必须除尽，除杂途径必须最佳。例10.2mol有机物A和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO、H2O(g)，产物经过浓硫酸，质量增加10.8g；再通过灼热的CuO，充分反应后，质量减轻3.2g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g。试推断该有机物A的分子式和相对分子质量。若0.2mol的A恰好与9.2g金属钠完全反应
9、，试确定该有机物的结构简式并命名。解析由题意知，被浓硫酸吸收的水蒸气的物质的量n(H2O)=10.8g/18gmol-1=0.6mol 求与CuO反应的CO的物质的量COCuO=CuCO2 减轻m 1mol 16g 0.2mol 3.2g 还原氧化铜的CO的物质的量n(CO)生成的CO2的物质的量n(CO2)0.2mol 被碱石灰吸收的n(CO2)17.6g/44 gmol-10.4mol ，其中由A燃烧生成的n(CO2)0.4mol0.2mol0.2mol 0.2molA与0.4molO2反应，生成0.2molCO2、0.2molCO和0.6molH2O。即1molA与2molO2反应，生成
10、1molCO2、1molCO和3molH2O。根据质量守恒定律得A的分子式为C2H6O2，其相对分子质量为62。与0.2molA反应的n(Na)9.2g/23 gmol-10.4mol，即1molA可以与2molNa反应，说明1个A分子中含有两个羟基，所以A的结构简式为HOCH2CH2OH，乙二醇。例2已知柠檬醛的结构简式为：(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCHO(1)检验柠檬醛分子中含有醛基的方法是 _ ；(2)检验柠檬醛分子中含有碳碳双键的方法是 。解答(1)加入银氨溶液后加热，有银镜出现或加入新制的氢氧化铜悬浊液加热至沸有红色沉淀生成。 (2)先加入银氨溶液氧化醛基后，再加入溴水使其褪色。（注意：不可直接用溴水检验） 例3香豆素是一种香料，常用于皂用香精及其他日用化工。香豆素的分子式是C9H62，分子中除有一个苯环外，还有一个六元环。已知有机物A(C2)和乙酸酐在一定条件下经下面一系列的反应，可制得香豆素：(1)试确定有机物A、B、C和香豆素的结构简式A_；B_；C_；香豆素_。(2)判断反应、的反应类型：._，._。解析：此题为有机推断题。它通过一系列的合成路线，以反应的产物 为突破点，进而推出A、B、C的结构。答案： (2)加成 取代
